第33卷第5期
热处理技术与装备
Vol33. No5
2012年10月
RECHULI JISHU YU ZHUANGBEI
Oct,2012
讲座
马氏体转变(七)
朱祖昌
(上海市杌械制造工艺研究所有限公司,上海200070
中图分类号:TC11.5文献标识码:A
文章编号:1673-4971(2012)05-0060-05
Martensitic Transformation (7)
ZHU Zu-chang
Shanghai Machine Building Technology Institute Co., Ltd., Shanghai 200070, China)
4.3.2非均匀形核模型
构,见示意图36。图中fce中密排面雄垛以1,2,3为
上述已实验证实,马氏体转变形核是非均匀形次序。2510>位错按下式分解成2个偏位错
核。1976年 Olson和 Cohen提出马氏体形核的位错
模型
b1+b2,即
2[10=る
]+[121
6
1030.O
2/O00
b即为孪晶切变矢量。
(111y
.%うO.O
为了得到bec结构,要求原子按っb=s[211
OOOO
方向移动图35中,并作一定的膨胀,使符合bec结构
b<211
要求成为(110)。这种移动方式正如 Christian指出
b<11O
的一样仅为2个原子层的bcc结构。随后,较厚的
-OOO
核胚形成依靠位错堆积( pileups)机制,由于减少滑
O+OOO
移矢量迫使偏位错堆紧,从而使得到准bc的堆垛
(110)
O?O。oT26:iaP2
方式。这已由电镜工作证实。
另外,图37表示热弹性Au-Cd合金马氏体形核
的原位透射电镜观察,马氏体在缺陷A边界形核和
图36fic→bee马氏体转变的半孪生切变的 Lener形核模型
在B亚界面形核长大的马氏体。图38表示在热台
Fig. 36 Zeners mode for nucleation of fec-+bcc mart
TEM上观察Co的fec中半孪晶切变协助马氏体转
transformation by half-twinning shear
变成hep,在{111平面上产生许多<112>、偏
在这以前, Zener提出了。由fce中(11),上
位错。
2>偏位错进行一孪晶运动得到薄的bcc结
收稿日期:201l-08-01
作者简介:朱祖昌(1941-),男,教授,主要从事材料表面改性和模具铜的热处理研究。
联系电话:13816379552;E-mail:zhuzuchangt@126.com
万方数据
第5期
朱祖昌:马氏体转变(七)
图37Au-Cd合金中亚界面部位马氏体形核的薄膜原位观察电镜照片
Fig. 37 Sequence of electron micrographs showing martensitic nucleation from sub-boundaies in Au-cd with in situ thin-foil observation
形状片的长大。图中(a)表示存在在奥氏体中的适
当的马氏体核心的缺陷;(b)表示缺陷的扩展形起的
第3是●O
(111)第1层
共格型界面位错组成的椭球马氏体核胚;(c)表示另
外的维持半共格状态的界面位错结构的马氏体核
胚
刃型位错
螺型位错
图38Co中位错协助马氏体转变,插人处说明堆垛
层错形成诱发 fec-+hep转变
ig. 38 Dislocation-assisted martensite transformation in cobalt
Insert illustrates the way stacking fault formation
induces the fcc-hep transformation
图39马氏体核胚的径向长大和长厚步骤示意图
of the thit
对平行位错环形成的马氏体胚核的长厚(2c
directions of a martensitic embryo
26c)及径向(2r+28r)长大,参见图39,其长厚是螺
位错自马氏体/奥氏体交界面移动出去,径向长大是
另外,在考虑位错形核机制时应对位错的弹性
刃位错的径向移开和核胚前尖端产生新的位错环。
应变场的影响加以重视。它将与马氏体形核的应变
这种位错环模型与Knap- Dehlinger的模型相类场起交互作用从而降低形核的总自由能:
似。 Raghavan和 Cohen的工作指出是螺位错△G=-3m'c△Gn+rcS
ac t 2ma y
从一个能量最小位置移向下一个能量最小位置(类
smac?b
(30)
似于通常的滑移)。经过计算得到,在Fe-Ni-Mn合式中2ac?b=d,表示减小马氏体核胚形核能全
金中,新位错环形成的激活能随径向生长而迅速下的位错交互作用能,其中b为位错的布氏矢量模,其
降,使呈现变温型转变。而核胚长厚引起的应力场余符号意义同前。对由于位错应变场的交互作用,
升高超过周围奥氏体基体的屈服强度因而会使基体已有计算表明基体中会存在完全共格的达到直径为
引起塑性变形。
20nm和厚度为2~3原子层的马氏体核胚,但其不
Raghavan和 Cohen对 c-bec马氏体周围的界会长大。
面的位错结构指出如图40示,是由非共格位错闭合4.3.3软模形核模型93
环组成的片,在位错环平面上位错的运动得到不同
受 Spinodal分解中由无穷小的浓度起伏出现不
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